Question

【题目】Period2（Per2）基因是一种抑癌基因，干扰Per2基因表达有利于肿瘤细胞存活和促进肿瘤发生。p53肿瘤抑制因子是一个关键的转录因子，调节DNA修复、细胞周期、衰老凋亡等相关细胞途径，是抵抗癌症发病和进展的重要防御因子，并且是通过与癌蛋白MDM2负调控作用调节其功能。为探究裸鼠体内下调Per基因对人胶质瘤细胞U343细胞株中P53的可能调控机制，科研人员做了如下实验：

Ⅰ．裸鼠胶质瘤模型构建

（1）培养U343细胞常在培养基中加入____________，一段时间后用________________消化，制成细胞悬液。

（2）人工合成低表达Per2基因，以某种病毒作为运载体，构建重组DNA，导入到培养好的U343胶质瘤细胞中（实验组），同时还需要设置2组对照组，分别为：________________（对照组1）、空白对照组（U343）（对照组2）。

（3）每组等量同龄健康裸鼠，皮下相同部位分别对应注入上述组别的U343细胞，适宜条件下培养，定期记录瘤体体积，记录到成瘤（体积达1000mm3）的时间，处死小鼠，取出瘤体，提RNA和蛋白质。

II．实验结果

（4）实验组小鼠成瘤时间短于两对照组，且相同时间内实验组瘤体体积大于两对照组。

（5）检测各组U343胶质瘤细胞中Per2 蛋白含量（各组mRNA含量关系同Per2蛋白含量关系），如图1所示。

注：图中从左向右依次为实验组、对照组1、对照组2。

由图1结果可知，细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定，在实验中可作为参照，作用是____________________________。该实验结果说明实验组Per2基因低表达体系构建成功。

（6）已知当DNA损伤后，DNA检测点基因ATM被激活，随后诱发p53激活，而c-myc是原癌基因，p53可与c-myc的启动子相结合发生乙酰化反应，已知c-myc的转录，相关基因表达后蛋白检测如图2（各组mRNA含量关系同蛋白含量关系）

注：图中从左向右依次为实验组、对照组1、对照组2。

由图2可推测，Per2基因的作用为：____________________________________。

III．下调Per基因对人胶质瘤细胞U343细胞株中P53的可能调控机制

（7）综上，Per2基因低表达可明显促进胶质瘤的发生发展，请你提出一种可能的调控机制：________________________________________________________，导致胶质瘤的发生和发展。

Answer 1

【答案】血清（血浆） 胰蛋白酶（胶原蛋白酶） 转入同种病毒到U343胶质瘤细胞中 排除细胞培养操作、点样量、检测方法等对实验结果的影响 Per2高表达促进p53、ATM表达，抑制c-myc和MDM2表达 Per2基因低表达时，抑制了p53和ATM的表达，促进了MDM2和c-myc的表达，MDM2负调控P53，使p53表达量更低

【解析】

1、通常采用机械消化或胰酶消化动物组织，使其分散为单个细胞。动物细胞的培养：适宜的培养基、添加血清、激素（如胰岛素）等。

2、由于生物实验研究对象存在差异性，大多采用对照实验法，即确定实验组后，根据等量原则和单一变量原则设计相应对照组。

Ⅰ．（1）动物细胞的生长除了需要碳源、氮源、无机盐和水分之外，还需要各种生长因子。因此，培养U343细胞常在培养基中加入血清，为动物细胞提供生长因子。培养一段时间后，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶消化，使细胞分散开制成细胞悬液。

（2）实验目的：探究裸鼠体内下调Per基因对人胶质瘤细胞U343细胞株中P53的可能调控机制。实验变量：细胞中是否含有Per基因。实验设计：①实验组：人工合成低表达Per2基因，以某种病毒作为运载体，构建重组DNA，导入到培养好的U343胶质瘤细胞中（实验组）。②对照组1：为了排除病毒对实验结果的影响，将同种病毒转入到培养好的U343胶质瘤细胞中。③对照组2：作为空白对照，培养好的U343胶质瘤细胞。

II．（5）由图1可知，细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定，在实验中可作为参照，可排除细胞培养操作、点样量、检测方法等对实验结果的影响。实验组U343胶质瘤细胞中Per2 蛋白含量比对照组1和对照组2U343胶质瘤细胞的低，说明Per2基因在实验组U343胶质瘤细胞中成功表达，即Per2基因低表达体系构建成功。

（6）由图2可知，细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定，可排除细胞培养操作、点样量、检测方法等对实验结果的影响。Per2蛋白含量与p53、ATM的含量成正比，说明Per2高表达促进p53、ATM的表达。Per2蛋白含量与c-myc和MDM2的含量成反比，说明Per2高表达抑制c-myc和MDM2的表达。

III．（7）由（6）的结果可知，Per2基因低表达时，抑制p53、ATM的表达，促进c-myc和MDM2的表达，而MDM2的表达可负调控P53，使p53的表达量更低，导致胶质瘤的发生和发展。